(57)【要約】【課題】有毒ガスを使用することなく、また煩雑な操作を施すことなく、安全、かつ簡便にダイヤモンド材料表面上にチオアルキルチオールを導入したダイヤモンド材料及びその製造方法を提供する。【解決手段】チオアルキルチオール基がダイヤモンド材料表面に結合していることを特徴とするダイヤモンド材料。チオアルキルチオール基を介して金属微粒子が結合した金属微粒子修飾ダイヤモンド材料。紫外線照射下、ダイヤモンド材料と一般式（１）で表される環状ジスルフィドを反応させチオアルキルチオールをダイヤモンド材料の表面に結合させることを特徴とするチオアルキルチオール基が表面に結合したダイヤモンド材料の製造方法。【化５】2007137715.tif 000006【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
チオアルキルチオール基がダイヤモンド材料表面に結合していることを特徴とするダイヤモンド材料。
【請求項２】
チオアルキルチオール基の炭素数が３〜１０であることを特徴とする請求項１記載のダイヤモンド材料。
【請求項３】
チオアルキルチオール基を介して金属微粒子が結合した金属微粒子修飾ダイヤモンド材料。
【請求項４】
金属微粒子が金、銀等の貴金属微粒子であることを特徴とする請求項３記載のダイヤモンド材料。
【請求項５】
紫外線照射下、ダイヤモンド材料と一般式（１）で表される環状ジスルフィドを反応させチオアルキルチオールをダイヤモンド材料の表面に結合させることを特徴とするチオアルキルチオール基が表面に結合したダイヤモンド材料の製造方法。
【化１】
2007137715.tif 000005
【請求項６】
環状ジスルフィドを有機溶媒中に添加して反応させることを特徴とする請求項５記載のダイヤモンド材料の製造方法。
【請求項７】
チオアルキルチオール基が結合したダイヤモンド材料を金属微粒子溶液と接触又は混合し、チオアルキルチオール基を介して金属微粒子をダイヤモンド材料に結合させることを特徴とする金属微粒子修飾ダイヤモンド材料の製造方法。
【請求項８】
金属が金、銀等の貴金属微粒子であることを特徴とする請求項７記載の金属微粒子修飾ダイヤモンド材料の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、チオアルキルチオール基がダイヤモンド材料の表面に結合している官能基化ダイヤモンド材料及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ダイヤモンドは、研磨又は電子部品分野をはじめとし、種々な分野で用いられている。このダイヤモンド材料の表面に各種の処理を施すことにより、電気的、物理的、化学的、機械的に優れた高機能特性を付加することができることが知られている。このようなことから、より広範囲の分野での利用が期待されている材料である。
その一例として表面に化学修飾を施すことにより、より高付加価値を有する材料となることが期待される。化学修飾を施す場合に、従来から特異な特性を有する官能基を導入することにより付加価値を高めることができる。
【０００３】
一般に、有機硫黄官能基を有する材料は、硫黄原子や硫黄原子含有官能基特有の特異な性質を有し、金属原子、特に金原子や銀原子などと良い親和性を示して自己組織化することから広く用いられている材料である。また、ダイヤモンド様の構造を有する官能性化ダイヤモンドイドは医薬用途としても期待されている。
【０００４】
従来、ダイヤモンド材料表面上に硫黄官能基を導入する方法としては、メタン、水素、硫化水素中におけるＣＶＤ法により硫黄修飾ナノ結晶炭素膜を作製する方法（非特許文献１参照）が知られている。しかしながら、この方法において使用するガスは、取り扱いが困難である有毒ガスを使用する必要がある。このような特殊材料ガスを使用する場合、特別な反応容器が必要となり操作も煩雑となる。
また、官能性化ダイヤモンドイド材料に含硫黄官能基を作用させて硫黄官能基化ダイヤモンドイドを得る方法（特許文献２、３参照）が知られているが、ダイヤモンドイドはアダマンタンおよびアダマンタン誘導体に相当し、ダイヤモンド材料そのものではない。
【０００５】
【非特許文献１】S. Gupta, B. R. Weiner, G. Morell, J. Appl. Phys., 97, 94307 (2005).
【特許文献２】特許公表平８−５１１０２３
【特許文献３】特許公表２００５−５１１７３０
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、従来この種の方法に用いられてきた有毒ガスを使用することなく、安全、かつ簡便にダイヤモンド材料表面上に有機硫黄官能基を導入する（結合した）ダイヤモンド材料及びその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者らは、紫外線照射下、ダイヤモンド材料と環状ジスルフィドを反応させると、意外にも、ダイヤモンド材料表面上にチオアルキルチオール基が化学的に結合することを見いだし、本発明を完成するに至った。
すなわち、この出願によれば、以下の発明が提供される。
その１として、チオアルキルチオール基がダイヤモンド材料表面に結合していることを特徴とするダイヤモンド材料を提供する。
その２として、チオアルキルチオール基の炭素数が３〜１０であることを特徴とする上記１記載のダイヤモンド材料を提供する。
その３として、チオアルキルチオール基を介して金属微粒子が結合した金属微粒子修飾ダイヤモンド材料を提供する。
その４として、金属微粒子が金、銀等の貴金属微粒子であることを特徴とする上記３記載のダイヤモンド材料。
その５として、紫外線照射下、ダイヤモンド材料と下記一般式（１）で表される環状ジスルフィドを反応させチオアルキルチオールをダイヤモンド材料の表面に結合させることを特徴とするチオアルキルチオール基が表面に結合したダイヤモンド材料の製造方法を提供する。
【化２】
2007137715.tif 000002
その６として、環状ジスルフィドを有機溶媒中に添加して反応させることを特徴とする５記載のダイヤモンド材料の製造方法を提供する。
その７として、チオアルキルチオール基が結合したダイヤモンド材料を金属微粒子溶液と接触又は混合し、チオアルキルチオール基を介して金属微粒子をダイヤモンド材料に結合させることを特徴とする金属微粒子修飾ダイヤモンド材料の製造方法を提供する。
その８として、金属が金、銀等の貴金属微粒子であることを特徴とする７記載の金属微粒子修飾ダイヤモンド材料の製造方法を提供する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明に係る、ダイヤモンド材料の表面上にチオアルキルチオール基が導入された（結合した）、ダイヤモンド材料は新規物質であり、金属原子、特に金原子、銀原子などの貴金属と良い親和性を示して自己組織化、抗菌特性等の機能を有し、電子デバイス、機能性材料、抗菌剤として極めて有用なものである。
また、本発明の製造方法によれば、有毒ガスを使用することなく、常温の溶液中で紫外光照射をするだけの簡便な反応操作により、ダイヤモンド材料表面上にチオアルキルチオール基を導入した（結合した）、新規なダイヤモンド材料を得ることができるという優れた効果を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明に係るダイヤモンド材料は、その表面にチオアルキルチール基が結合していることを特徴としている。
このチオアルキルチール基が結合しダイヤモンドは、下記一般式（２）で表すことができる。
【化３】
2007137715.tif 000003
【００１０】
原材料であるダイヤモンド材料としては、ダイヤモンド粉末およびダイヤモンド膜およびＤＬＣ（ダイヤモンド状カーボン）膜及びナノ結晶ダイヤモンド膜のいずれも使用できる。すなわち、ダイヤモンド又はダイヤモンド状組織を供えているもの全てに適用可能である。
【００１１】
チオアルキルチール基は−Ｓ（ＣＨ２）ｎＳＨで示され、その炭素数が３〜１０、好ましくは、４〜９、更に好ましくは炭素数が４〜６のものである。
【００１２】
本発明に係るダイヤモンド材料は、紫外線照射下、ダイヤモンド材料と下記一般式（１）で示される環状ジスルフィドと反応させることによって製造することができる。
【化４】
2007137715.tif 000004
【００１３】
前記環状ジスルフィドの炭素数は、反応の簡便さ及び高機能性の発現という理由から３〜１０とする。好ましくは４〜９、より好ましくは４〜６である。  
本発明方法の反応においては、これらの環状ジスルフィドの鎖長による反応性の差はない。
【００１４】
本発明の方法では、前記一般式（１）で表される環状ジスルフィドの開裂反応によるラジカルの発生が必要であることから、このために紫外光照射下に行う。波長は１５０ｎｍ〜３００ｎｍのものを使用することが望ましい。
【００１５】
光源としては公知のものが用いられ、低圧水銀灯、高圧水銀灯、ＡｒＦまたはＸｅＣｌエキシマレーザー、エキシマランプ等が適用でき、広範囲の波長の光を利用できる。
反応の高効率化のためには、２５４ｎｍ以下の波長を有する紫外光照射下に反応を行うことが好ましい。光量は、０．１〜１００ｍＷ／ｃｍ２の範囲で照射される。
照射時間は１〜８時間程度が必要である。
【００１６】
本発明の方法に際しては、原料物質である前記環状ジスルフィドを、溶媒中に添加するのが望ましい。推奨される溶媒は、アセトニトリルである。しかし、用いる溶媒の種類に特に制限はないことは理解されるべきである。
溶媒量は、環状ジスルフィドの使用量に応じて決定する。この反応原料を溶媒中に保存することができる量であれば差し支えないが、十分に溶媒中に混和することができ、かつ反応に際して光照射を十分に行うことができる量を必要とする。
このようなことを考慮して、環状ジスルフィド２．５ｍｇに対して、例えば、アセトニトリルを使用する場合には、０．５ｍｌ以上、４ｍｌ以下のアセトニトリルを使用することが望ましい。
【００１７】
本発明の反応は、加熱する必要がなく、室温下で容易に進行させることができる。本発明の反応を行うにあたっては、アルゴンまたは窒素雰囲気を介して懸濁液に光照射を行うのが望ましい。
【００１８】
また、本発明方法においては、反応終了後、溶媒を除去する。ついでダイヤモンド材料を溶剤により洗浄し、不必要な付着物を除去する。溶剤には、例えば前記アセトニトリルを用いることができる。
このようにして得られるチオアルキルチオール化ダイヤモンド材料の同定は、表面に前記チオアルキルチオール基が化学結合しているかどうかを各種の分析機器たとえばＸＰＳなどを利用することにより行われる。
【００１９】
上記ダイヤモンド材料のチオアルキルチオール基を介して、金属微粒子、例えば金微粒子が結合した金微粒子修飾ダイヤモンド材料を製造する場合は、チオアルキルチオール化ダイヤモンド材料と金微粒子溶液を反応させることにより得ることができる。
また、チオアルキルチオール基を介した金微粒子修飾ダイヤモンド材料の同定は、前記と同様な各種の分析機器たとえばＸＰＳなどを利用することにより行われる。
【実施例】
【００２０】
以下、実施例により本発明を更に詳細に説明する。なお、以下の実施例は、本願発明の理解及び実施を容易にするためであって、本願発明を限定するものではない。したがって、本願発明の技術思想に基づく、他の実施例、態様、変形は全て、本願発明に包含されるものである。
【００２１】
（実施例１）
合成石英製の反応容器に、六員環ジスルフィド（５ｍｇ）をアセトニトリル（４ｍｌ）に溶解させ、ダイヤモンド膜を入れた。
アルゴン雰囲気下で攪拌しつつ低圧水銀灯を室温で７時間照射した。その後、アセトニトリル溶液を除去し、ダイヤモンド膜をアセトニトリルで洗浄し、減圧下で乾燥を行った。
反応後のダイヤモンド膜のＸＰＳ測定を行った。図１に示すように、硫黄に由来するピークが観測され、表面上にチオブチルチオール基（ＨＳＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｓ−）が導入されたことが確認された。
【００２２】
（実施例２）
合成石英製の反応容器に、七員環ジスルフィド（２ｍｇ）をアセトニトリル（４ｍｌ）に溶解させ、ダイヤモンド膜を入れた。
アルゴン雰囲気下で攪拌しつつ低圧水銀灯を室温で７時間照射した。その後、アセトニトリル溶液を除去し、ダイヤモンド膜をアセトニトリルで洗浄し、減圧下で乾燥を行った。
反応後のダイヤモンド膜のＸＰＳ測定を行った。図２に示すように、硫黄に由来するピークが観測され、表面上に表面上にチオペンチルチオール基（ＨＳＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｓ−）が導入されたことが確認された。
【００２３】
（実施例３）
実施例１で得たダイヤモンド膜に、金微粒子溶液（５ｍｌ）を加えて終夜攪拌した。その後、水溶液を除去し、ダイヤモンド膜を水およびエタノールで洗浄し、減圧下に乾燥を行って金微粒子修飾ダイヤモンド膜を得た。反応後の該微粒子修飾ダイヤモンド膜のＸＰＳ測定を行った。図４に示すように、硫黄に由来するピークと金に由来するピークが観測され、表面上にＡｕ−ＳＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｓ−基を介して金微粒子が導入されたことが確認された。
【００２４】
上記実施例に示すように、安全、かつ簡便にダイヤモンド材料表面上に有機硫黄官能基であるチオアルキルチオール基を導入したダイヤモンド材料及びさらに該チオアルキルチオール基を介して金属を修飾したダイヤモンド材料を得ることができる。
本発明においては、ダイヤモンド材料表面上に有機硫黄官能基であるチオアルキルチオール基を導入することが重要であり、これに付随する条件変更は何れも本願発明に包含されるものである。そして、それらの付随する又は付加する条件は実施例に開示された技術を基礎に容易実施しかつ変更できることは理解されるべきである。
また、金属修飾の例として、実施では金を挙げたが、銀等の他の金属にも同様に適用できる。このような金属の中で、銀、銅等は抗菌性機能を備えている。金、銀等の修飾ダイヤモンドは、特に電子デバイス又は機能性材料として有用である。
【産業上の利用可能性】
【００２５】
本発明に係る、ダイヤモンド材料の表面上にチオアルキルチオール基が導入された、ダイヤモンド材料は、金属原子、特に金原子、銀原子などの貴金属と良好な親和性を示して自己組織化、抗菌特性等の機能を有し、電子デバイス、機能性材料、抗菌剤、医薬、医療用材料として極めて有用である。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】実施例１で得た、チオアルキルチオール基がその表面に結合したダイヤモンド膜のＸＰＳスペクトルを示す図である。
【図２】実施例２で得た、チオアルキルチオール基がその表面に結合したダイヤモンド膜のＸＰＳスペクトルを示す図である。
【図３】実施例３で得た、金微粒子がチオアルキルチオール基を介してその表面に結合したダイヤモンド膜のＸＰＳスペクトルを示す図である。
【図１】
2007137715.tif 000007
【図２】
2007137715.tif 000008
【図３】
2007137715.tif 000009